Atmel AVR als Stereo Encoder en PLL

Ben bezig met het ontwerpen van een compact FM-zendertje die alles aan boord heeft (limiter, stereo-encoder, PLL, VCO, 1Watt AMP (uitschakelbaar bij te hoge SWR of unlocked-PLL) en SWR meter).

Om het compact te houden wil ik zoveel mogelijk in de AVR's (uC's) proppen. Dus geen losse externe delers en geen losse externe PLL's.

Frequentie-sturing:
Freq. van de VCO wordt door een pre-devider door 256 gedeeld, die vervolgens de counter van de AVR ingaat. Die regelt dan vervolgens het PWM signaal aan de uitgang (waarmee de VCO na filtering geregeld wordt) vervolgens zo bij dat de gewenste freq door de VCO wordt gegenereerd.


Stereo-encoder:
Wil hiervoor de switch-techniek (met 4066) toepassen. Wil de AVR het 38kHz switch signaal laten genereren en de 19kHz piloottoon. Om die piloot-toon een stuk 'nauwkeuriger' te genereren zonder dat er een fors extern filter nodig is, wil ik een sinus-lookup-table toepassen en hiermee de PWM dusdanig besturen dat het uitgangssignaal (na filtering) perfect sinusvormig is en in fase met het 38kHz schakelsignaal.


Denken jullie dat hiermee een goede stabiele frequentie-sturing mogelijk is of is een externe PLL toch de enige echte mogelijkheid? Worden er speciale eisen gesteld aan frequentie-regeling (kwa reactie-snelheid, stabliteit etc.)?
Het principe van deze regeling werkt want ik heb dit al eens eerder met een PC en een functiegenerator (met stuuringang) gerealiseerd.

En is dit een nette manier om een stereo-signaal te encoderen?

Ten aanzien van de PLL:

Waar ik wel eens aan gedacht heb is het volgende;
Een losse 256 (ecl) deler, de output in een avr/pic (welke gebruikt wordt als programmeerbare deler) als input te gebruiken, en de uitgang vastknopen aan 'losse' faze-comparator (4046), hierna loopfilter en dan naar de vco. Aan de avr/pic-combi e.v.t. nog een display om de frequentie weer te geven.
...met een pwm signaal (opgewekt zoals jij noemt) gaat het niet.

Ten aanzien van de stereocoder:

Waarom geen DSP? Die zijn daar bij uitstek voor geschikt. Het lijkt mij om op deze manier met een avr/pic een stabiel 19kHz/38kHz signaal op te wekken niet haalbaar.
...of je moet een pll gebruiken.

Ik dacht dat Elektuur ooit een PC-gestuurde functiegenerator heeft gepubliceerd, de PC maakte de frequenties aan met behulp van een GWBasic programma en dit audiosignaal werd extern naar een 4046 + XR2206 (Exar) gevoerd, uit deze hele toestand kwam dan een sinusvormig signaal.

[Bericht gewijzigd door reverse_nl op 2 februari 2005 17:45:30]

DSP is idd ook helemaal geen slecht idee. Maar zijn die een beetje compact (geen externe roms/rams etc)? Heb totaal geen ervaring met die dingen. Al zou ik natuurlijk ook kunnen kijken of een Atmel 't kan.

Ik heb zelf wel ooit eens een AVR als serieele FSK modulator gebruikt. En dat werkte uitstekend. Of is een klein beetje faseruis funest voor een stereo-encoder?

Enkele leuke dingetjes:

PLL: http://www.pira.cz/enpll.htm
STEREOCODER: http://www.pira.cz/stkeng.htm

Beiden zijn zeer compact

quote:

Frequentie-sturing:
Freq. van de VCO wordt door een pre-devider door 256 gedeeld, die vervolgens de counter van de AVR ingaat. Die regelt dan vervolgens het PWM signaal aan de uitgang (waarmee de VCO na filtering geregeld wordt) vervolgens zo bij dat de gewenste freq door de VCO wordt gegenereerd.

Daarmee stuur je de oscillator aan? (moet ook een aftappunt ergens komen en die deler)

quote:

Stereo-encoder:
Wil hiervoor de switch-techniek (met 4066) toepassen. Wil de AVR het 38kHz switch signaal laten genereren en de 19kHz piloottoon. Om die piloot-toon een stuk 'nauwkeuriger' te genereren zonder dat er een fors extern filter nodig is, wil ik een sinus-lookup-table toepassen en hiermee de PWM dusdanig besturen dat het uitgangssignaal (na filtering) perfect sinusvormig is en in fase met het 38kHz schakelsignaal.

Je kan zelfs een 16-bit PWM opwekken als je wilt, met een ATtiny2313 (of andere AVR met fast PWM) Dus een zeer zuivere sinus. (bijna analoog, CD kwaliteit) mits er een goed LP-filter erachter zit.

quote:

En is dit een nette manier om een stereo-signaal te encoderen?

Ja.

denk even aan de nyquist kriteria: F sample is minimaal 2x hoogste frequentie component (+ beetje snijruimte)

als we even uitgaan van 20.000 Hz moet je dus op 40.000 Hz samplen.

weet je hoe traag de A/D conversie van een AVR is? zover ik weet is die niet erg snel

okeej EVT een externe A/D dan nog moet je razendsnel verwerken

laten we zeggen dat hij op 10 MHz loopt

elke instructie is dus 1 klokpuls bij de AVR
moet je perse binnen 250 instructies alles afgerond hebben
ervanuitgaande dat je geen wachtlussen hebt en dat alles dus ineens doorgaat (dus inlezen van poorten kost ook nauwelijks tijd enzow)

GOOD LUCK

DSP is betere optie vrees ik

[Bericht gewijzigd door High met Henk op 2 februari 2005 18:38:13]

quote:

Op 2 februari 2005 18:30:29 schreef Bertrix:
Enkele leuke dingetjes:

PLL: http://www.pira.cz/enpll.htm
STEREOCODER: http://www.pira.cz/stkeng.htm

Beiden zijn zeer compact

Helaas alleen dat de SAA1057 niet meer te krijgen is

Ik heb er nog een paar destijds bij Rob Keij gekocht...
Hij had er toen nog iets van 200.

voor een simpel projectje is dit een geweldige oplossing. het apparaatje doet zijn werk perfect.

Ik heb tevens gebruik gemaakt van de Pira PLL.

quote:

Op 2 februari 2005 18:44:59 schreef Miezjel:
[...]

Helaas alleen dat de SAA1057 niet meer te krijgen is

Goed zoeken en inkopen! Heb er 5 liggen

Hehe ik had er maar een stuk of 3 nodig.. maar het is verruit de makkelijkste manier om een PLL te maken.
Helemaal met het schema van PIRA.cz

En zoals ik al zei werkt ie perfect!

quote:

Op 2 februari 2005 18:44:59 schreef Miezjel:
[...]

Helaas alleen dat de SAA1057 niet meer te krijgen is

Ik heb er nog een paar destijds bij Rob Keij gekocht...
Hij had er toen nog iets van 200.

voor een simpel projectje is dit een geweldige oplossing. het apparaatje doet zijn werk perfect.

Ik heb tevens gebruik gemaakt van de Pira PLL.

SAA's zijn er nog genoeg te krijgen, kijk o.a. maar bij van Dijken Electronica.

http://www.vandijkenelektronica.nl/site/index.php?action=bro...ies_id=161

Ik ben niet zo gecharmeerd van deze one-chip synthesizers, waarom niet? Omdat zijn ontworpen zijn voor specifiek gebruik in ontvangers (TV-tuner besturing). Ach, het werkt wel, daar niet van maar er zijn betere oplossingen voorhanden. Denk eens aan een lmx van National Semiconductor of een single-chip pll van Analog Devices.
Er is keuze genoeg zou ik zo zeggen.

http://www.national.com/pf/LM/LMX2306.html
http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,770%255F850%255F0%255...5F,00.html

Tja, met een A/D converter, DSP en DDS kan het ook

http://www.analog.com/processors/processors/ADSP/technicalLi...AN-543.pdf

P.S. Analog Devices is jarig, ze zijn 40 jaar geworden.
Hiep, hiep, hoera!!!

Eigenlijk moet je het stereocoder gedeelte met een DSP of iets dergelijks uitvoeren. Het genereren van de 38 en 19 khz signalen is echt niet de moeilijkheid, maar het goed mixen van het 38 khz signaal met de audio wel.

Qua rekenwerk is het niet heel moeilijk, maar ik betwijfel of een microcontroller het gaat bijhouden met flinke samplerates. Als je de output 8x wilt oversampelen kom je al gauw aan 400 khz samplerates.

Wat de PLL betreft zou ik het houden bij het aansturen van een externe PLL. Je kunt een programmeerbare deler plus fasecomparator in software maken, maar de timing daarvan komt vrij kritisch. Voor de PLL zou ik eens naar een TSA5511 kijken, die wordt nog wel gemaakt, en gaat tot 1.3 GHz met I2C sturing.

quote:

Op 2 februari 2005 20:50:20 schreef Xenobinol:
Tja, met een A/D converter, DSP en DDS kan het ook

http://www.analog.com/processors/processors/ADSP/technicalLi...AN-543.pdf

P.S. Analog Devices is jarig, ze zijn 40 jaar geworden.
Hiep, hiep, hoera!!!

Indeed erg mooi opgezet! Ik heb Analog hier destijds over benaderd, maar het development board is niet meer leverbaar, of wordt niet meer geleverd. Waar ik nogal problemen mee had waren de hoeveelheid (inband/outband) spurious van de dds synthesizer.
(figure 5.)
Dat is om moedeloos van te worden...

Met een microcontroller kan je er ook nog eens RDS mee doen. Via de UART nieuwe berichtjes erin laden.

quote:

Op 2 februari 2005 19:23:20 schreef reverse_nl:
[...]

SAA's zijn er nog genoeg te krijgen, kijk o.a. maar bij van Dijken Electronica.

Hmm waarom kon ik die toen niet vinden dan haha.

Maar het ging toen om een project waar het wellicht om massaproductie zou gaan en dan is een obsolete product niet echt iets waar je voor zou gaan.

Die 38 KHz blok en 19KHz sinus zijn wellicht nog wel te doen. Zie http://www.myplace.nu/avr/minidds/
Maar in dat voorbeeld gaat zowat alle processortijd naar het genereren van deze sinus.
Voor het meten en aanpassen van de zendfrequentie heb je dan geen cpu cycles meer over ben ik bang.

Maar misschien kun je wat cycles winnen door de sinus wat grover te maken (op interrupt basis?) en er toch een 19KHz lowpass filter aan hangen. Wellicht kun je het kristal er op uitzoeken zodat het met interrupts goed uitkomt.
Het aansturen van de VCO hoeft niet zo snel aangepast te worden als deze eenmaal is opgewarmd. Ik verwacht dat je met een resolutie van 50KHz HF (en dus /256 = 200Hz AVR) de ontvangers wel happy houdt. Als je op de VCO ook weer een lowpass filter zet dan hoef je ook niet een correctiesprong te horen. Is je VCO een beetje lineair dan moet je met een 10bit PWM uit de voeten kunnen.

quote:

Op 2 februari 2005 18:19:45 schreef dexter:
Of is een klein beetje faseruis funest voor een stereo-encoder?

Ik denk dat je kanaalscheiding/overspraak er zeker niet op vooruit gaan. Maar volgens mij zou je vooral faseruis problemen hebben als je de piloottoon met DDS probeert op te wekken en je digitale clock niet een veelvoud is van 38 KHz. Is je AVR kristal wel een veelvoud hiervan, dan zijn de 19/38 KHz signalen prima 'in-fase' te genereren. En dus geen faseruis in je encoder. Natuurlijk wel goed je instructies uittellen.

Neem je een AVR met 2 8-bit poorten, een voor 38kHz, de andere 19kHz, met 2 R2R en 2 goede filters (zoveelste orde), want je hebt al genoeg aan zeg 40 samples om een mooie sinus op te wekken (of 2 x PWM) Een ATmega8 heeft PORTD en PORTB kan bijna 16MIPS halen, dan nog PORTC (6 i/o's met ADC) over voor de PLL en RDS (want er zit genoeg geheugen in voor berichten, 8kb flash)

quote:

Op 3 februari 2005 00:38:18 schreef Miezjel:
[...]

Hmm waarom kon ik die toen niet vinden dan haha.

Maar het ging toen om een project waar het wellicht om massaproductie zou gaan en dan is een obsolete product niet echt iets waar je voor zou gaan.

De SAA1057, de TSA5511 en UMA1014T zijn idd obsolete, Philips heeft ze in ieder geval niet meer in het leveringsprogramma zitten. De hoeveelheid wat nu nog voorhanden is komt uit diverse restpartijen.
Op kleine schaal is het leuk om iets met deze chips te ontwerpen danwel bouwen, op grotere schaal gaat het gegarandeerd fout.
Daarvoor mijn betoog m.b.t. andere chips zoals ik hierboven al reeds had genoemd.

Top! Enorm bedankt voor jullie reactie! Ik kan er zeker wat mee. Ga er vanavond eens goed naar kijken.

quote:

De SAA1057, de TSA5511 en UMA1014T zijn idd obsolete, Philips heeft ze in ieder geval niet meer in het leveringsprogramma zitten.

Als ik me niet vergis maakt SGS Thomson nog wel 5511's.. je ziet wel vaker dat chips die bij de originele fabrikant eruit gaan bij andere bedrijven in productie blijven.

quote:

Op 3 februari 2005 14:51:48 schreef Ben_:
[...]

Als ik me niet vergis maakt SGS Thomson nog wel 5511's.. je ziet wel vaker dat chips die bij de originele fabrikant eruit gaan bij andere bedrijven in productie blijven.

Klopt Ben, ik was onvolledig en derhalve alleen uitgegaan van het Philips leveringsprogramma.
Thomson maakt - indien ik het juist heb - ook nog een paar andere single-chip synthesizers welke bedoel zijn voor gebruik in FM/AM autoradio's. Theoretisch dus bruikbaar.

quote:

Op 3 februari 2005 00:33:07 schreef RES:
Met een microcontroller kan je er ook nog eens RDS mee doen. Via de UART nieuwe berichtjes erin laden.

Deze is leuk!
Zal hem binnenkort eens testen...

Die ken ik. Ik wil dit ook eens gaan proberen met een AVR, de hele soesa. (PLL, stereo, RDS)
[Bericht gewijzigd door RES op 3 februari 2005 21:50:25]

quote:

Op 3 februari 2005 21:49:38 schreef RES:
Die ken ik. Ik wil dit ook eens doen met een AVR, de hele soesa.

Daar ben ik nog niet mee bekend, zowieso dit weekend mijn eerste PIC van een hex voorzien *schaam schaam*
Maar hou ons op de hoogte Altijd nieuwsgierig naar HF schema's